Метод полива раствора полимера или форполимера на металли­ческую поверхность применяется для получения пленок из легкора­створимых полимеров или форполимеров, которые нестойки в рас­плавленном состоянии или разлагаются при нагревании ниже тем­пературы плавления, например ПВС, ПК, полиимиды (1,8, 44]

Метод полива состоит из нескольких стадии, приготовление ра­створа полимера, пилив раствора полимера на гладкую полирован­ную поверхность; отделение растворителя от пол им ера.

Стадия приготовления раствора полимера включает операции растворения, фильтрования и деаэрации. Растворение осуществля­ют в емкостях с различными устройствами. для перемешивания и подогрева Как правило, в смесители вместе с полимером и раство­рителем загружают пластификатор, стабилизатор, краситель и дру­гие необходимые добавки. Концентрация растворов колеблется в пределах 10 — 35% Для получения прозрачных пленок обычно исполь­зуют смеси из нескол!,ких растворителей.

Очистку раствор >в от разнообразш. ix примесей проводят фильт — рованием в фильтрах различных конструкций с использованием сложных фильтрующих систем. Качество фильтрации во многом определяет качество получаемых пленок. Отделение раствора от воз — дун шы к вклк >чений осуществляют в деаэраторах, различи ых по к< >н- струкции и принципу действия.

Формование пленки происходит на стадии полива В зависимос­ти от вида полированной поверхности подлож ки различают методы полива на барабан, на бесконечную ленту, в осадительную ванну (мок­рое формование).

Система нанесения раствора на движущуюся подложку должна обеспечивать формование равномерного по ширине и длине слоя пленки Наиболее часто эти функции выполняет фильера с щелевы м прямоугольным отверстием внизу, размеры которого могут регули­роваться перемещением подвижной стенки 4 (рис. 3.45). Раствор, выт< !каю] ций из фильеры самотеком, равномерно распределяется по поверхности движущейся подложки ножом с отшлифованной и полированной нижнеи кромкой {15,66].

Толщина и равномерность слоя пленки зависят от зазора между подвижной 4 и неподвижной 5 стенками, расстояния между ножом 6 и подложкой Я уровня раствора в емкости фильеры и скорости дви­жения подложки. Для производства тонких пленок фильера снабжа­ется калибрующим вращающимся валком 7. При нанесении высоко­вязких растворов форполимеров, например раствора полиамидокис — лоты в производстве полиимидных пленок, стенки фильеры могут иметь систему подогрева.

Формование пленок методом полива на барабан осуществляют следующим образом Г 1риготовленный раствор полимера из питате­ля 2 подается в фильеру, откуда равномерным слоем наносится на

Рис. 3.45 Фильера с в&ком для отливки пленок из рагтвора: 1 — задняя планка (стекло). 2 — пружина, прижимающая стекло;

3—кронштейн с винтом дл я pei улирования щели;

4 — подвижная стенка, 5 — неподвижная стенка, б — передняя планка (нож) ; 7—вращающийся валок, 8 — пленка, 9 — подожка

Вращающиис. я нагретый отливочныи (сушильный) барабан (рис. 3 46), Металлическии барабан 1 диаметром 1,2 — 2.6 м и шириной 1,5 — 5,4 м имеет гладкую полированную поверхность (не ниже 9-го класса чистоты), обогревается тепл ь:м воздухом, горячей водой или паром. Для облегчения съема сформованной и подсушенной плен­ки на поверхность барабана наносят тонкое твердое ангиадгезив — ное покрытие, например раствор отверждающихся кремнийорга — нических соединений.

Высушенная на барабане пленка приобретает самонесущую спо­собность, становится формоустоичивои. При помощи съемного вал­ка пленка отделяется от барабана и подается в сушильную камеру 3 для окончательной досушки, откуда проходит через резальное уст­ройство для обрезки кромок и поступает на намоточный барабан 4 Испарившаяся парогазовая смесь растворителей из барабана и су­шильной камеры конденсируется в конденсаторе и направляется в специальный сборник (13]

Формование пленок методом полива на бесконечную ленту нан — большее применение нашло в производстве ТАЦ-пленок, техноло-

Гическая схема к оторого приведена на рис. 3.47 11рнготовленный в смесительном аппарате 2 раствор частично омыленного ТА. Ц в смеси растворителей — метилен хлорида с метиловым или этило­вым спиртом в соотношении 9:1, а также с пластификаторами (смесь фталатов с фосфатами 1—2,5%), стабилизаторами, краси­телями и прочими добавками, вводимыми при помощи дозаторов /, отфильтрованный на многоступенчатых (2 — 4 ступени) фильтр- прессах 3, очищенныи от воздушных включений р деаэраторе на­гревания 4, подается в емкость фильеры 5, из которой ровным сло­ем наносится на поверхность движущейся непрерывной ленты отливочной машины 6.

Отливочная машина состоит из двух барабанов, на которые на­тянута бесконечная полированная лента шири ной 0,7 — 1,4 м и дли­ной 28 — 86 м Оба барабана заключены в герметичный кожух, ко­торый образует вдоль бесконечной ленты сушильные каналы. В отливочной машине пленка высушивается до остаточного содер­жания растворителя 15 — 20%, затем с помощью съемного валка отделяется от подложки и через гидравлическии затвор 7 подает­ся в камеру досушки 8, где сушится нагретым воздухом при темпе­ратуре от 100 ГС в первой зоне до 125 С в последней зоне сушки. После этого пленка режется по ширине и наматывается в рулоны в приемном устройстве У

Методом полива в осадителыгую ванну (мокрое формование) по­лучают преимуш ественно целлофан. Вискозу из хранилища-танка 1 (рис. 3.48) насосом 2 через фильтр 3 равномерно подают в фил ьеру, нижняя часть которой на 20 — 25 мм побужена в осадителыгую ван­ну 4, где происходит формование пленки вследствие охлаждения ксантогената целлюлоз ы и его ом ыления. Наибольшее ра< :простра — нение получил однован]гый способ осаждения, когда оба процесса проводят одновременно. Осадител] »ная ванна в этом случае содер­жит 1G% серн<>й кислоты, 14 — 16% сульфата натрия и 68 — 70% воды.

Длина щели фильеры должна быть больше заданной ширины го­товой пленки, поскольку при формовании и последующей обработке пленка усаживается на 40 — 45% Формование оболочек для колбас-

3

Вискоза

Рис13 48. Схема производства целлофана методом полива

В осадительную ванну (мокрое формование): 1 — танк; 2 — насос; 3 — фильтр, 4—12 — ванны 4 — осадите ьная, 5—регенерационная; 6,8, 11 — для водной промывки; 7—для обезвоживания; 9 — для отбеливания; 10—для обессоливания; 12—для умягчения; 13 — сушилка. Ш — намоточный барабан

Ных изделии осуществляют в фильерах с кольцевой щелью, при этом состав осадительной вапиьт подается дополнительно через фильеру внутрь получаемых рукавных пленок.

Из осадительнои ванны пленка подается в регенерационнук > ван­ну 5с 7 — 10%-ным водным раствором серной кислоты, где превраща­ется в полностью регенерир >ванную целлюлознук>пленку Затем плен­ка проходит через п< >следовательно расположенные емкости 6—12, в которых циркулируют различные растворы, и подвергается промыв­ке, десульфурации, пластификации. Иногда перед пластификацией пленку отбеливают и красят. Пластификатором обычно служит гли­церин В суши. же 13 пленку сушат на полых цилиндрах (сушильных бараоанах). обогреваем! .ix изнутри горячей вод< )й Снаруж и пленка дополнительно обдувается горячим воздухом.

К достоинствам пленок, полученных методом полива раствора полимера относятся равномерная толщина, повышенная прозрач­ность, отсутствие нерастворимых примесей, практически полная изотропность свойств

Недостатками метода являв >тся низкая производительное ть. тру­доемкость изготовления толстых пленок, пожароопасность приме­няем ых органических растворителей, сложность их регенерации, что существенно повышает расходы на оборудование и себестоимость выпускаемой пленки

Метод полива дисперсии полимера на полированную поверхносп, По своей су ги и аппаратурному оформлению мало отли чается от мето­да полива раствора полимера. Главным и принципиальным отлич ием яьляется применение кол^юидных систем (например, латексов), в ко­торых дисперсионной средой служ ит вода, а дисперсной фазой — частицы полимера. Это обусловливает достоинства способа

А) от падает необходимость применения дорогостоящих, токсич­ны х и огнеопасных растворителей;

Б) возникает возможность непосредственного использования эмульсий и суспензии, полученных в результате эмульсионной и суспензионной полимеризации без промежуточной операции выде­ления полимера

Основным недостатком метода является сложность слипания по­лимерных частиц в процессе высыхания дисперсии что затрудняет получение структурно-однородных монолитных пленок

Метод полива дисперсии полимера используют главным образом при получении пленок для санитарно-гигиенической упаковки из­делии. а также для покрытий полимерных пленок, бумаги и тка ней

Lt>6

Каландровый метод получения пленок основан на принципе не­прерывного формирования пленок из расплава полимерного мате­риала при последовательном его пропускании через несколько зазо­ров (обычно два или три) между параллельно расположенными и вращающимися навстречу друг другу полыми цилиндрами-валка — ми, я вляющимися главной рабочей частью каландров

Наиболее распространенные схемы расположения валков в ка­ландрах для производства пленок приведены на рис. 3.49: трех валко­вые вертикально в линию и четырехвалковые L-. Z — и 5-образн ые.

А б в г

Рис 3.49. Схемы расположения палков в каландрах для производства полимерных пленок а — трехвалковый; О’ — L образный; в — Z образный; г — S-образный

Полимерные пленки каландровым методом изготавливают сле­дующим образом. Предварительно тшательно перемешанная смесь мелко диспергированных компонентов (полимер, пластификатор, стабилизатор, краситель) подается на вальцы 1 (рис. 3.50), где под­вергается пластификации. Пластификация обеспечивает равн< мер­ный раз< >грев смеси до температуры переработки, растворение жид­ких и низко молекулярных компонентов смеси диспергирование ча — < тиц порошкообразных компонентов, гомогенное (равномерное) рас­пределение всех компонентов. Многие смесители-пластификаторы работают по принципу экструзионных машин, которые для усиле­ния диспергирующей способности снабжены различными дополни­тельными устройствами.

9 10

Aafe

Рис 3.50. Схема полу чения пленок к« 1ланд1 ювым методом

Пластифицированныи полимер транспортером 2 непрерывно подается на каландры 3, где равномерно распределяется по длине первого межвалкового зазора, откуда подхватывается последующи­ми валками и проходит через второй и третии межвалковые зазоры:. Толщину пленки корректируют регулировкой последнего межвал­кового заз< >ра автоматически по сигналу бесконтактного измеритель­ного устройства 5, вьи голняющего непреры вный контроль толщины

Отформованное в каландре пленочное полотно 11 поступает на охлаждающие барабаны 4, где производится охлаждение и терми­ческая стабилизация. Окон чат ольное охлаждение < юущест вляется на барабанах 6, откуда пленка через счетчик метража 7 и ширителыюе устройство в тянущим устройством 0 подается на приемно-намоточ — ный барабан 10.

Пленка, полученная каландровым методом, обладает продольно* ориентацией, которая обеспечивается за счет превышения линей­ной скорости отбора охлажденной на барабане 4 пленки над окруж­ной скоростью последнего валка каландра на 30— 100%. Поэтому прочно :ть при растяжении в продольном направлении пленок на 10 — 20% выше прочности в поперечном направлении. В области от­бора от каландра с помощью дополнительных вытяжных устройств удается растянуть пленку до 500% от ее первоначальной длины.

Каландровый метод получения пленок более дорогой, чем методы полива раствора и экструзия расплава полимеров.

Каландровым методом получают главным образом пленки и лис­ты из ПВХ: так перерабатывается почти половина производимого во всем мире ПВХ, что объясняется наименьшей вероятностью тепло­вой деструкции полимера при каландровании

Строганием заготовок производят пленки главным образом из ФП и ц< ллулоида Из этих полимеров первоначально прессуют цилинд­рические заготовки. На специальных установках их вращают вокруг своей оси и срезаю г пр< >филъным ножом пленочное полотно. По лу­ченные толстые пленки раскатывают в тонкие на особых прокатных стайках.

Способы получения основных нленок, применяемых в упаковке, приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4

Способы производства полимерных пленок (ПВ — промышленный выпуск, В — возможн; ли способ получения. Н — неприменимый для данного полимера способ)

Производство тары из полимерных пленок и листов

Особенности механических свойсть полимеров в высокоэластическом состоянии

Интервал температур, в котором можно наблюдать высокоэлас­тические свойства полимеров, равен разности температур (Т — Т) Для сетчатых полимеров верхним пределом эластических свойств является температура начала термического разложения Т, так как из-за межцепных химических связей полимер течь не может и при высоких температурах начинает разлагаться, деструктироваться, не переходя в текучее состояние Эластические свойства целесообразно рассмотреть на […]

Производство мягкой потребительской тары на фасовочно-упаковочных автоматах термоформовочного типа

Термоформовочные автоматы позволяют упаковывать любые виды продукции с использованием всех возможных методов ее по­дачи в отформованную часть тары. 11ижняятермоформованная часть из однослойного или многослойного полимерного материала являет­ся жесткой или полужесткой. Верхняя крышка отличается гибкос­тью, минимальной жесткостью. Она выполнена, как правило, из мно­гослойного материала, поэтому обладает хорошими барьерными свойствами, способностью к сварке ил и склеиванию, пригодна […]

Контакт но-тепловая сварка

Контактно-тепловую сварку нагретым ин< трументом осуществ­ляют с односторонним или л, вусторонним нагревом (рис. 4.41). Рис. 4.41. Схема контактно-тепловой сварки с од] юсторонним (а) и двусторонним (6) нагревом: 1 — нагретый инструмент; 2 — прокладки; 3 — свариваемые материалы; 4—холодный инструмент, мгн — температура нагретого инструмента; t2 — температура внешней поверхности изделия; Т —температура свариваемых поверхностей; […]